(57)【要約】【課題】複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。【解決手段】調理容器１を加熱する加熱コイル３と、天板２と、調理容器１からの赤外線を検知する赤外線検知手段５と、温度検知手段６と、調理容器１の温度を検知する感熱素子７と、感熱温度検知手段８と、温度検知手段６の出力より沸騰を検知する沸騰検知手段９と、加熱コイル３への入力電力を制御する制御手段１０とを備え、沸騰検知手段９において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段６での温度を基準として感熱温度検知手段８により補正して調理容器１の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御するものである。これによって、調理容器１の形状や材質にかかわらず、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板の下に設置され前記調理容器の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、前記赤外線検知手段の出力から前記調理容器の温度を検知する温度検知手段と、前記天板の下に設けられ調理容器の温度を検知する感熱素子と、前記感熱素子の出力から温度を検知する感熱温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より沸騰を検知する沸騰検知手段と、前記温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、沸騰検知手段において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段での温度を基準として前記感熱温度検知手段により補正して調理容器の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御する誘導加熱調理器。
【請求項２】
感熱温度検知手段による補正は、入力電力に応じて補正率を決定する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
制御手段は、加熱を抑制する時間が所定時間以上の場合には入力電力の制御を終了する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
制御手段は、加熱時間が所定時間以下の場合には入力電力の制御を終了する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
制御手段は、加熱時間が所定時間以下で、かつ加熱を抑制する時間が所定時間以上の場合には入力電力の制御を終了する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動調理などを行う場合に焦げ付くことなく精度良く温度を維持することができる誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導加熱調理器では、鍋などの調理容器の温調は、天板を介してサーミスタで温度を検知して行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２０４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、調理容器の温度検知を、天板を介して間接的に行っているため、複雑な処理を行わなければ精度良く調理容器の温度を維持することができないものであった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、調理容器を加熱する加熱コイルと、調理容器を載置する天板と、天板の下に設置され調理容器の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、赤外線検知手段の出力から調理容器の温度を検知する温度検知手段と、天板の下に設けられ調理容器の温度を検知する感熱素子と、感熱素子の出力から温度を検知する感熱温度検知手段と、温度検知手段の出力より沸騰を検知する沸騰検知手段と、温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、沸騰検知手段において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段での温度を基準として感熱温度検知手段により補正して調理容器の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御するものである。
【０００６】
これによって、赤外線検知手段を介して温度検知手段で算出した温度は、調理容器の形状や調理容器の材質にかかわらず正確であるので、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の誘導加熱調理器は、調理容器の形状や調理容器の材質にかかわらず、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上方で前記調理容器を載置する天板と、前記天板の下に設置され前記調理容器の底面から放射される赤外線を検知する赤外線検知手段と、前記赤外線検知手段の出力から前記調理容器の温度を検知する温度検知手段と、前記天板の下に設けられ調理容器の温度を検知する感熱素子と、前記感熱素子の出力から温度を検知する感熱温度検知手段と、前記温度検知手段の出力より沸騰を検知する沸騰検知手段と、前記温度検知手段の出力より加熱コイルへの入力電力を制御する制御手段とを備え、沸騰検知手段において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段での温度を基準として前記感熱温度検知手段により補正して調理容器の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御する誘導加熱調理器とすることにより、赤外線検知手段を介して温度検知手段で算出した温度は調理容器の形状や調理容器の材質にかかわらず正確であるので、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、感熱温度検知手段による補正は、入力電力に応じて補正率を決定することにより、より正確に設定温度を維持することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段は、加熱を抑制する時間が所定時間以上の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段は、加熱時間が所定時間以下の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段は、加熱時間が所定時間以下で、かつ加熱を抑制する時間が所定時間以上の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態おける誘導加熱調理器は、鍋、フライパンなどの調理容器１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３の上方で調理容器１を載置するガラスセラミックなどの天板２と、加熱コイル３に高周波電流を供給し、調理容器１を誘導加熱で発熱させる高周波インバータ４と、天板２の下に設置され調理容器１の底面から放射される赤外線を検知するフォトダイオードなどの赤外線センサからなる赤外線検知手段５と、赤外線検知手段５の出力から調理容器１の温度を検知する温度検知手段６と、天板２の下に熱的に接触するように設けられ調理容器１の温度を検知するサーミスタなどの感熱素子７と、感熱素子７の出力から天板２を介して調理容器１の温度を検知する感熱温度検知手段８と、温度検知手段６の出力より沸騰を検知する沸騰検知手段９と、温度検知手段６の出力より高周波インバータ４を介して加熱コイル３への入力電力を制御する制御手段１０とを備えている。
【００１６】
そして、制御手段１０は、沸騰検知手段９において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段６での温度を基準として感熱温度検知手段８により補正して調理容器１の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御するようにしている。
【００１７】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００１８】
まず、図示していない電源を投入し操作スイッチで湯沸かしを開始すると、制御手段１０からの制御により高周波インバータ４から加熱コイル３に電力を供給する。この加熱コイル３に電力が供給されると、加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の調理容器１が加熱される。この誘導加熱によって調理容器１の温度が上昇し、調理容器１内の被加熱物である、例えば煮込み材料が沸騰するものである。
【００１９】
ここで、調理容器１の温度が上昇すると、その温度に合わせた赤外線が調理容器１から放射される。天板２に使用されるガラスセラミックなどは２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検知手段５は、例えば２．５μｍ以下の波長を検知することができるフォトダイオードなどで構成されており、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検知手段５に入射される。また、赤外線検知手段５は、反射率の高い鏡面反射板を用いてより多くの赤外線を集光し、かつ、調理容器１以外からの赤外線を遮断することにより精度の向上を図っている。
【００２０】
温度検知手段６は、調理容器１からの赤外線が赤外線検知手段５に入射し、その赤外線量にあわせたダイオード電流を、Ｉ−Ｖ変換した上で増幅し、温度に変換する。この温度情報が沸騰検知手段９および制御手段１０に入力される。沸騰検知手段９は、所定時間での温度差を１秒ごとに算出し、所定温度差以内であることを連続的に検知した場合に煮込み材料が沸騰していると判定する。制御手段１０は、沸騰検知手段９において沸騰を検知した時点での温度検知手段６の出力を基準として、操作スイッチで予め設定された維持温度に相当する温度検知手段６の出力を感熱温度検知手段８で補正しながら算出し、その算出した温度を維持するように入力電力を制御する。
【００２１】
図２は、調理容器１の容器温度と、赤外線検知手段５の赤外線センサ温度と、感熱素子７の感熱温度の温度変化を示している。
【００２２】
調理容器１内の被加熱物が沸騰すると、加熱された調理容器１は天板２を加熱し始める。一方、天板２の熱容量は被加熱物に比べて大きいため、赤外線センサ温度変化の傾きは天板２を加熱する場合の方が被加熱物を加熱する場合よりも緩やかになる。そのため、沸騰検知は１００℃相当の赤外線センサ温度変化の傾きが緩やかに屈曲した時点であり、この時の温度を基準に感熱温度により補正すれば、設定温度に相当する赤外線センサ温度の出力を容易に算出することができる。
【００２３】
以下、図３を用いて制御手段１０における設定温度に相当する赤外線センサ温度の出力を算出する方法のアルゴリズムの一例を説明する。
【００２４】
ステップ（以下、Ｓと表示する）１において、沸騰検知手段９において沸騰を検知すればＳ２へ進み、沸騰を検知していなければＳ１へ戻る。Ｓ２において、沸騰を検知した時の赤外線センサ温度ＴｉをＴｉ０として記憶する。Ｓ３において、沸騰を検知した時の感熱温度ＴｔをＴｔ０として記憶する。Ｓ４において、以下の式を用いて設定温度Ｔｋに相当する赤外線センサ温度の出力Ｔｉｔ０を算出する。
【００２５】
Ｔｉｔ０  ＝  Ｔｋ×Ｔｉ０／１００＋α×（Ｔｔｉ−Ｔｔ０）
ただし、Ｔｔｉは感熱温度の出力を表す。
【００２６】
なお、補正率αは、予め最適な値を実験的に決定するもので、入力電力に応じて変化するものである。
【００２７】
以上のように、本実施の形態では、制御手段１０が、沸騰検知手段９において沸騰を検知後、沸騰検知時の温度検知手段６での温度を基準として感熱温度検知手段８により補正して調理容器１の温度を算出し、設定温度を維持するように入力電力を制御するようにしている。これにより、赤外線検知手段５を介して温度検知手段６で算出した温度は調理容器１の形状や調理容器１の材質にかかわらず正確であるので、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図４、図５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示すものである。基本構成は実施の形態１と同じであるのでその説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態では、制御手段１０での制御終了方法において実施の形態１と相違するが、それ以外は実施の形態１と同様である。
【００３０】
図４から明らかなように、煮込み材料の水分が少なくなってくると、比熱や熱伝達率の関係より少ない入力電力で温度を維持することが可能となってくる。よって、加熱時間の変化度合いより焦げ始めを検知することができるものである。
【００３１】
以下、図５を用いて制御手段１０における焦げ始め検知方法のアルゴリズムの一例を説明する。
【００３２】
Ｓ１１において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔ０以上であればＳ１２に進み、設定相当温度Ｔｉｔｏより小さければＳ１１に戻る。Ｓ１２において、加熱をＯＦＦして抑制する。Ｓ１３において、タイマーが時間計測ｔ１を開始する。Ｓ１４において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔｏより小さければＳ１５へ進み、設定相当温度Ｔｉｔｏ以上であればＳ１４に戻る。Ｓ１５において、タイマーを停止する。Ｓ１６において、タイマーによる計測時間ｔ１が時間判定値ｔｍ以上であればＳ１７へ進み、時間判定値ｔｍより小さければＳ１８へ進む。Ｓ１７において、調理を終了し、入力電力の制御を終了する。Ｓ１８において、加熱をＯＮし、Ｓ１１に戻る。
【００３３】
なお、時間判定値ｔｍは予め最適な所定時間値を実験的に決定するものである。
【００３４】
以上のように本実施の形態では、制御手段１０が、加熱を抑制する時間が所定時間ｔｍ以上の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器１内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。すなわち、入力電力の変化より焦げ始めを検知するので、使用者がつきっきりで監視しなくても煮込み調理を終了させることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器を示すものである。基本構成は実施の形態２と同じであるのでその説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態では、制御手段１０での制御終了方法において実施の形態２と相違するが、それ以外は実施の形態２と同様である。
【００３７】
以下、図を用いて制御手段１０における焦げ始め検知方法のアルゴリズムの一例を説明する。
【００３８】
Ｓ２１において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔ０より小さければＳ２２に進み、設定相当温度Ｔｉｔｏ以上であればＳ２１に戻る。Ｓ２２において、加熱をＯＮする。Ｓ２３において、タイマーが時間計測ｔ２を開始する。Ｓ２４において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔｏ以上であればＳ２５へ進み、設定相当温度Ｔｉｔｏより小さければＳ２４に戻る。Ｓ２５において、タイマーを停止する。Ｓ２６において、タイマーによる計測時間ｔ２が時間判定値ｔｎ以下であればＳ２７へ進み、時間判定値ｔｍより大きければＳ２８へ進む。Ｓ２７において、調理を終了し、入力電力の制御を終了する。Ｓ２８において、加熱をＯＦＦして抑制し、Ｓ２１に戻る。
【００３９】
なお、時間判定値ｔｎは予め最適な所定時間値を実験的に決定するものである。
【００４０】
以上のように本実施の形態では、制御手段１０が、加熱時間が所定時間ｔｎ以下の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器１内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。すなわち、入力電力の変化より焦げ始めを検知するので、使用者がつきっきりで監視しなくても煮込み調理を終了させることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器を示すものである。基本構成は実施の形態２、３と同じであるのでその説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態では、制御手段１０での制御終了方法において実施の形態２、３と相違するが、それ以外は実施の形態２、３と同様である。
【００４３】
以下、図を用いて制御手段１０における焦げ始め検知方法のアルゴリズムの一例を説明する。
【００４４】
Ｓ３１において、加熱をＯＮする。Ｓ３２において、タイマーが時間計測ｔ３を開始する。Ｓ３３において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔｏ以上であればＳ３４へ進み、設定相当温度Ｔｉｔｏより小さければＳ３３に戻る。Ｓ３４において、タイマーを停止する。Ｓ３５において、加熱をＯＦＦして抑制する。Ｓ３６において、タイマーが時間計測ｔ４を開始する。Ｓ３７において、赤外線センサ温度Ｔｉが設定相当温度Ｔｉｔｏより小さければＳ３８へ進み、設定相当温度Ｔｉｔｏ以上であればＳ３７に戻る。Ｓ３８において、タイマーを停止する。Ｓ３９において、タイマーによる計測時間ｔ３が時間判定値ｔｐ以下であればＳ４０へ進み、時間判定値ｔｐより大きければＳ３１に戻る。Ｓ４０において、タイマーによる計測時間ｔ４が時間判定値ｔｑ以上であればＳ４１へ進み、時間判定値ｔｑより小さければＳ３１に戻る。Ｓ４１において、調理を終了し、入力電力の制御を終了する。
【００４５】
なお、時間判定値ｔｐ、ｔｑは予め最適な所定時間値を実験的に決定するものである。
【００４６】
以上のように本実施の形態では、制御手段１０が、加熱時間が所定時間ｔｐ以下で、かつ加熱を抑制する時間が所定時間ｔｑ以上の場合には入力電力の制御を終了することにより、調理容器１内の状態を判定できるため、焦げ始めを検知することができる。すなわち、入力電力の変化より焦げ始めを検知するので、使用者がつきっきりで監視しなくても煮込み調理を終了させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、調理容器の形状や調理容器の材質にかかわらず、複雑な処理を行うことなく精度良く調理容器の温度を維持することができるので、家庭用あるいは業務用など様々な誘導加熱調理器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図
【図２】同誘導加熱調理器の容器温度、赤外線センサ温度、感熱温度の温度変化を示す特性図
【図３】同誘導加熱調理器の制御手段での処理内容を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の設定温度を維持した時の入力電力の変化を示す特性図
【図５】同誘導加熱調理器の入力電力制御の終了方法を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の入力電力制御の終了方法を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の入力電力制御の終了方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１  調理容器
２  天板
３  加熱コイル
４  高周波インバータ
５  赤外線検知手段
６  温度検知手段
７  感熱素子
８  感熱温度検知手段
９  沸騰検知手段
１０  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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